MAX2701及其在卫星接收机中的应用

?５?数字微波系统。

表１中列出了ＭＡＸ２７０１的主要参数和性能指标。

表1 MAX2701的主要参数和性能指标

电源电压 +2.7V～+3.3V 混频增益 18dB 工作电流 160mA 双边带噪声系数 12.8dB 工作频率 2100MHz～2500MHz 基带带宽（-1dB） 26MHz LNA NF 2.3dB 基带带宽（-3dB） 56MHz LNA 增益 16dB 本振动率范围 -16～-10dBm 输入TOI +3.8dB 基带电压增益 40dB

２ 应用实例

在实际项目的设计中，笔者使用ＭＡＸ２７０１作为核心芯片，构建了一种用于卫星通信的接收机，整个接收机系统的功能模块简图如图２所示。

卫星接收机是无线通信系统中一种常见的接收装置，它最主要特点是对接收灵敏度的要求很高。在本系统设计中，低噪声放大器采用了片外独立的模块，以期获得最好的噪声系数特性。通过对样机的实测，系统中的ＬＮＡ的噪声系数达２．０，优于ＭＡＸ２７０１片上ＬＮＡ的噪声特性。与此相适应，系统对本振频率的相位噪声、频率稳定度等指标的要求也很高。它采用了Ｓｉｌｉｃｏｎ的一款高性能的单片集成频率合成芯片。通过实测，其本振信号的特性完全达到了系统要求。

此外，本系统要求高度小型化，采用以ＭＡＸ２７０１为核心芯片的零中频结构，能最大程度地减小接收机的体积。图２中虚线框内的模块就是由ＭＡＸ２７０１实现的，由此可见，其集成度是很高的。

２．１ ＭＡＸ２７０１芯片应用

由于ＭＡＸ２７０１采用了小４８脚的ＴＱＦＰ－ＥＰ封装，体积很小，高频端的布线必须考虑射频干扰。在本项目中，舍弃了片中ＬＮＡ的使用。这无疑给布线带来了方便，同时减轻了避免射频干扰对布线带来的压力，这也是为提高调试成功率所采取的措施之一。接收的射频调制信号经过低噪声放大器和高Ｑ值带通滤波器以后，需要作单端－平衡变换后馈入ＭＡＸ２７０１混频器前端ｂｕｆｆｅｒ的平衡输入端。如果采用Ｂａｌｕｎ线，一方面增加成本，另一方面占用宝贵的版图布线空间，且易于引进串扰。在本系统中，射频链路上的增益已经能够满足设计要求，对省去Ｂａｌｕｎ线而引起的３ｄＢ增益损失有足够的储备。因此系统采用了最直接的单端馈入。

在射频电路调试中，各级放大器、滤波器的匹配是一项很重要的工作。首先必须对ＬＮＡ和ＭＡＸ２７０１的隔离放大器输入端进行５０Ω匹配；其次，在ＭＡＸ２７０１的基带处理部分，它的Ｉ／Ｑ两路两级４个放大器的输出阻抗都很小，只有几个欧姆，而输入阻抗在２ｋΩ的量级上。在设计低通滤波器时，这些都必须考虑到。

    在对本振信号的选取上，虽然ＭＡＸ２７０１内部有一个可选的倍频模块，基频本振仍然是首选。ＭＡＸ２７０１集成倍频模块，主要是考虑到通过倍频功能来降低系统本振的频率，减轻本振设计的压力。但是这种倍频方案的主要缺点是ＭＡＸ２７０１芯片内部的倍频电路的非线性会恶化本振信号的相位噪声，这样相当于又对本振信号的相位噪声提出更高的要求。同时，倍频非线性会产生更高次谐波，使得系统的功率效率降低，为电路提供了潜在的谐振点，影响稳定性。此外，ＭＡＸ２７０１的数据手册上所给出的实测数据显示，在本振信号频率超过１．２ＧＨｚ后采用本振倍频方案的本振——射频信号隔离度要比本振基频方案恶化近１０ｄＢ。而本系统的频率恰恰就在此范围，所以采用了基频本振的方案。

为了尽量减小版图尺寸，选用０４０２封装的电感电容元件。但是，元件尺寸的减小，一方面使得高频性能恶化，容差增大；另一方面，物理尺寸在很大程度上限制了其量值的制造。同时，对于手工调试来说，元件过小不利于频繁更换，焊盘太小也很容易受热脱落，造成整个电路板的损坏。在设计中，绝大部分基本元件采用了０６０３封装，但是在对器件高频性能要求较高的射频交流馈线电容，以及低通滤波器中要求有较大电感值的地方，仍旧采用０８０５封装的贴片元件。从最终调试结果来看，效果很好。

《MAX2701及其在卫星接收机中的应用(第2页)》